[實用新型]直肋管插翅片槽式聚光真空太陽能集熱器

有效

• 申請號: 201720025766.4
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN206387126U
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 戴貴龍;張慈枝;侯根富;葉靖
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: F24J2/05
• 分類號: F24J2/05;F24J2/10;F24J2/24;F24J2/46;F24J2/54;F24J2/38;F24J2/48;H02S20/32
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所11255
• 代理人: 王曉彬

技術領域

本實用新型涉及綠色能源領域，尤其涉及槽式內插翅片直肋管真空太陽能集熱器。

背景技術

隨著綠色建筑、建筑節能的不斷普及，太陽能集熱器的開發與利用越來越受到重視。由于太陽光能流密度比較低，在實際大規模應用中，常見的平板型太陽能集熱器的集熱工質溫度低且熱損失大，熱效率很低。

聚光型玻璃真空管太陽能集熱器能夠在充分利用玻璃真空管集熱器輕質高效特點的基礎上，進一步提高太陽輻射能流的收集面積和集熱器的工作溫度，有效擴展傳統真空管集熱器的應用范圍和熱能品質。除了少數在民用熱水領域應用，主要應用于太陽能熱發電或其他工業領域，比如食品加工，金屬和材料處理、化學工業、海水淡化等領域，這些領域溫度需求范圍一般處于100℃～300℃。

槽式太陽能聚光集熱器包括聚光器和真空集熱管。真空集熱管上收到聚光器鏡面反射光后，集熱管表面的熱流密度在實際工作時是不均勻的，即面向反射器一側熱流密度較大，另一側熱流密度較小，并因此會引起周向大溫差，造成應力差異、產生管道變形造成整個集熱管氣密性降低，與此同時大大縮短集熱管的壽命，所以改進聚光過程是解決真空集熱管表面的熱流密度不均勻的問題十分有必要。

在槽式聚光型集熱器上應用的全玻璃太陽能真空管，太陽能真空集熱管內層玻璃管外壁涂有選擇性吸收涂層，其內層玻璃管可以達400℃甚至400℃以上的中高溫，內層玻璃管向外輻射傳熱的熱流密度會急劇增大，同時中高溫下的內層玻璃管發射率會達到10％，導致內層玻璃管向外散失的熱量會更大，所以解決內層玻璃管溫度較高情況下，真空集熱管通過內層玻璃內管對外輻射熱量散失大問題變得十分緊要。

集熱管又是集熱器的關鍵內層玻璃部件，傳統的太陽能真空集熱管類型繁多，傳統的全玻璃真空管集熱管熱效率高，但是不能承壓運行，容易凍裂，易結垢，不適宜用在大面積的太陽能熱水系統中，多用作家庭太陽能熱水器集熱部件。改進集熱管結構，強化換熱且減小熱損失實現提高其性能對開發高效、可靠、低成本的新型真空集熱管、集熱器具有重要的學術意義。

目前國內外較多采用改進聚光器如結構、反射膜材料等，幾乎沒有通過改進真空集熱管結構來實現二次或多次聚光，改善熱流密度不均勻的問題。針對槽式聚光引起真空集熱管接收到的熱量密度不均勻和中高溫情況下集熱管的內層玻璃管對外輻射熱量損耗大，以及太陽能真空集熱管本身結構的熱效率不高、容易結垢等問題，申請人設計了本實用新型。

實用新型內容

本實用新型的目的在現有的槽式聚光太陽能集熱器技術上，從3個重要的環節出發：1)不同角度的入射太陽光聚光集到集熱管過程；2)集熱管將入射太陽光轉化為熱量即光熱轉換過程；3)集熱管的散熱損失過程，解決現有技術問題，提高其太陽能利用率及聚光集熱效率。

為實現上述實用新型目的，本實用新型的技術方案是：一種直肋管插翅片槽式聚光真空太陽能集熱器，包括真空集熱器、槽式聚光器，所述槽式聚光器采用能夠將太陽光反射聚集的槽反射鏡面設置，所述真空集熱器設置在槽式聚光器的聚光位置；

所述真空集熱器包括直通式玻璃真空套管，直通式玻璃真空套管包括外層玻璃管、內層玻璃管，外層玻璃管與內層玻璃管之間形成真空層，內層玻璃管中穿裝有用于熱介質流體通過的直肋管，直肋管通過彈簧固定在內層玻璃管軸線上，并在內側玻璃管兩端安裝密封圈；所述真空層內布置有兩個弧形隔熱板，隔熱板分別沿外層玻璃管的垂直于槽式聚光器鏡面對稱線的直徑的兩端向外層玻璃管內側、槽式聚光器鏡面方向相對延伸；

所述直肋管外安裝有兩個翅片，兩個翅片均沿直肋管半徑方向設置，兩個翅片夾角分角線與槽式聚光器鏡面方向一致，且與槽式聚光器鏡面對稱線重合。

作為本實用新型的一種優選，所述兩個隔熱板覆蓋的內層玻璃管圓心角為60°；所述兩個翅片之間呈120°夾角。

作為本實用新型的一種優選，所述真空集熱器、槽式聚光器固定安裝在跟蹤太陽位置的旋轉裝置上。

作為本實用新型的一種優選，所述槽式聚光器內表面設有增強反射率的蒸鍍鋁膜。

作為本實用新型的一種優選，所述翅片材料為紫銅或鋁材，厚度為0.08mm-1mm，長度較內層玻璃管短100mm。

作為本實用新型的一種優選，所述隔熱板材料為鋁合金，隔熱板與內層玻璃管對應的一側面為具有高反射率的反射面，與外層玻璃管對應的一側面為設有選擇性吸收涂層的吸熱面。

作為本實用新型的一種優選，所述翅片和直肋管外表面均鍍有光譜選擇性涂層。

本實用新型的有益效果是：